广播信道的数据链路层
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
A 向 B 发出的信息，要经过一定的时间后才能传送到 B。
B 若在 A 发送的信息到达 B 之前发送自己的帧(因为这 时 B 的载波监听检测不到 A 所发送的信息)，则必然要 在某个时间和 A 发送的帧发生碰撞。碰撞的结果是两 个帧都变得无用。
冲突
B
A
重要特性
➢使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全 双工通信而只能进行双向交替通信（半双 工通信）。
或碰撞窗口。 ➢经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，
才能肯定这次发送不会发生碰撞。
二进制指数类型退避算法 (truncated binary
exponential type)
C 不接受
D 接受
E 不接受
以太网的广播方式发送
➢ 总线上的每一个工作的计算机都能检测到 B 发 送的数据信号。
➢ 由于只有计算机 D 的地址与数据帧首部写入的 地址一致，因此只有 D 才接收这个数据帧。
➢ 其他所有的计算机（A, C 和 E）都检测到不是 发送给它们的数据帧，因此就丢弃这个数据帧 而不能够收下来。
➢1980年9月，DEC、Intel、Xerox联合提 出10Mb/s以太网规约的第一个版本DIX Ethernet V1 ，1982年修改为第二版DIX Ethernet V2 。
➢IEEE的802委员会于1983年制定了第一 个IEEE的以太网标准，其编号为802.3
➢以太网的两个标准
DIX Ethernet V2 IEEE 的 802.3 标准
➢在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了 严重的失真，无法从中恢复出有用的信息 来。
➢每一个正在发送数据的站，一旦发现总线 上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得 继续浪费网络资源，然后等待一段随机时 间后再次发送。
➢ 由于电磁波在总线上的传播速率有限，当某个站 监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空 闲的。
➢每个站在发送数据之后的一小段时间内， 存在着遭遇碰撞的可能性。
➢这种发送的不确定性使整个以太网的平均 通信量远小于以太网的最高数据率。
争用期
➢最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至
多经过时间 2 （两倍的端到端往返时延）
就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。
➢以太网的端到端往返时延 2 称为争用期，
➢适配器的重要功能：
进行串行/并行转换。 对数据进行缓存。 实现数据链路层协议。
计算机通过适配器和局域网进行通信
IP 地址
计算机
硬件地址
CPU 和 存储器 并行
通信
适配器 （网卡）
至局域网 串行通信
生成发送的数据 把帧发送到局域网 处理收到的数据 从局域网接收帧
2. 传统以太网
➢以太网是美国施乐（ Xerox ）公司1975 年研制成功的世界上第一个局域网。
➢ 具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。
➢为了通信的简便以太网采取了两种重要的 措施：
采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先 建立连接就可以直接发送数据。
以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求 对方发回确认。
这样做的理由是局域网信道的质量很好，因信 道质量产生差错的概率是很小的。
以太网提供的服务
1.局域网数据链路层概述
➢局域网最主要的特点是：网络为一个单 位所拥有，且地理范围和站点数目均有 限。
➢ 局域网具有如下的一些主要优点：
具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。 局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件
和软件资源。 便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵
活调整和改变。 提高了系统的可靠性、可用性和残存性。
➢很多厂商生产的适配器上就仅装有 MAC 协议而没有 LLC 协议。
总线结构的以太网
➢ 最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线 上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因 为总线上没有有源器件。
匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）
匹配电阻
A 不接受
只有 D 接受 B 发送的数据
B
B向 D 发送数据
➢DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标 准只有很小的差别，因此可以将 802.3 局 域网简称为“以太网”。
➢严格说来，“以wk.baidu.com网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网 。
➢由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中 的几种局域网，因此现在 802 委员会制 定的逻辑链路控制子层 LLC（即 802.2 标准）的作用已经不大了。
“碰撞检测”就是计算机边发送数据边 检测信道上的信号电压大小。
• 当几个站同时在总线上发送数据时，总线 上的信号电压摆动值将会增大（互相叠 加）。
• 当一个站检测到的信号电压摆动值超过一 定的门限值时，就认为总线上至少有两个 站同时在发送数据，表明产生了碰撞。
• 所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰 撞检测”也称为“冲突检测”。
➢以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽 最大努力的交付。
➢当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此 帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层 来决定。
➢如果高层发现丢失了一些数据而进行重传， 但以太网并不知道这是一个重传的帧，而 是当作一个新的数据帧来发送。
曼彻斯特编码
码元
1 0 00100111
基带数字信号
局域网的拓扑
集线器
星形网
总线网
匹配电阻
干线耦合器
环形网
树形网
媒体（信道）的共享技术
➢静态划分信道
频分复用 时分复用 波分复用 码分复用
➢动态媒体接入控制（多点接入）
随机接入 受控接入 ，如多点线路探询(polling)，
或轮询。
网络适配器/网卡
➢网络接口板又称为通信适配器(adapter) 或网络接口卡 NIC (Network Interface Card)，或“网卡”。
曼彻斯特编码
出现电平转换
以太网发送的数据都使用曼彻斯特(Manchester)编码
3. CSMA/CD 协议
➢载波监听多点接入/碰撞检测 CSMA/CD
“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式 连接在一根总线上。
“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先 要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数 据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生 碰撞。 • “载波监听”就是用电子技术检测总线上有 没有其他计算机发送的数据信号。
B 若在 A 发送的信息到达 B 之前发送自己的帧(因为这 时 B 的载波监听检测不到 A 所发送的信息)，则必然要 在某个时间和 A 发送的帧发生碰撞。碰撞的结果是两 个帧都变得无用。
冲突
B
A
重要特性
➢使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全 双工通信而只能进行双向交替通信（半双 工通信）。
或碰撞窗口。 ➢经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，
才能肯定这次发送不会发生碰撞。
二进制指数类型退避算法 (truncated binary
exponential type)
C 不接受
D 接受
E 不接受
以太网的广播方式发送
➢ 总线上的每一个工作的计算机都能检测到 B 发 送的数据信号。
➢ 由于只有计算机 D 的地址与数据帧首部写入的 地址一致，因此只有 D 才接收这个数据帧。
➢ 其他所有的计算机（A, C 和 E）都检测到不是 发送给它们的数据帧，因此就丢弃这个数据帧 而不能够收下来。
➢1980年9月，DEC、Intel、Xerox联合提 出10Mb/s以太网规约的第一个版本DIX Ethernet V1 ，1982年修改为第二版DIX Ethernet V2 。
➢IEEE的802委员会于1983年制定了第一 个IEEE的以太网标准，其编号为802.3
➢以太网的两个标准
DIX Ethernet V2 IEEE 的 802.3 标准
➢在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了 严重的失真，无法从中恢复出有用的信息 来。
➢每一个正在发送数据的站，一旦发现总线 上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得 继续浪费网络资源，然后等待一段随机时 间后再次发送。
➢ 由于电磁波在总线上的传播速率有限，当某个站 监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空 闲的。
➢每个站在发送数据之后的一小段时间内， 存在着遭遇碰撞的可能性。
➢这种发送的不确定性使整个以太网的平均 通信量远小于以太网的最高数据率。
争用期
➢最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至
多经过时间 2 （两倍的端到端往返时延）
就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。
➢以太网的端到端往返时延 2 称为争用期，
➢适配器的重要功能：
进行串行/并行转换。 对数据进行缓存。 实现数据链路层协议。
计算机通过适配器和局域网进行通信
IP 地址
计算机
硬件地址
CPU 和 存储器 并行
通信
适配器 （网卡）
至局域网 串行通信
生成发送的数据 把帧发送到局域网 处理收到的数据 从局域网接收帧
2. 传统以太网
➢以太网是美国施乐（ Xerox ）公司1975 年研制成功的世界上第一个局域网。
➢ 具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。
➢为了通信的简便以太网采取了两种重要的 措施：
采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先 建立连接就可以直接发送数据。
以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求 对方发回确认。
这样做的理由是局域网信道的质量很好，因信 道质量产生差错的概率是很小的。
以太网提供的服务
1.局域网数据链路层概述
➢局域网最主要的特点是：网络为一个单 位所拥有，且地理范围和站点数目均有 限。
➢ 局域网具有如下的一些主要优点：
具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。 局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件
和软件资源。 便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵
活调整和改变。 提高了系统的可靠性、可用性和残存性。
➢很多厂商生产的适配器上就仅装有 MAC 协议而没有 LLC 协议。
总线结构的以太网
➢ 最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线 上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因 为总线上没有有源器件。
匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）
匹配电阻
A 不接受
只有 D 接受 B 发送的数据
B
B向 D 发送数据
➢DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标 准只有很小的差别，因此可以将 802.3 局 域网简称为“以太网”。
➢严格说来，“以wk.baidu.com网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网 。
➢由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中 的几种局域网，因此现在 802 委员会制 定的逻辑链路控制子层 LLC（即 802.2 标准）的作用已经不大了。
“碰撞检测”就是计算机边发送数据边 检测信道上的信号电压大小。
• 当几个站同时在总线上发送数据时，总线 上的信号电压摆动值将会增大（互相叠 加）。
• 当一个站检测到的信号电压摆动值超过一 定的门限值时，就认为总线上至少有两个 站同时在发送数据，表明产生了碰撞。
• 所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰 撞检测”也称为“冲突检测”。
➢以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽 最大努力的交付。
➢当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此 帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层 来决定。
➢如果高层发现丢失了一些数据而进行重传， 但以太网并不知道这是一个重传的帧，而 是当作一个新的数据帧来发送。
曼彻斯特编码
码元
1 0 00100111
基带数字信号
局域网的拓扑
集线器
星形网
总线网
匹配电阻
干线耦合器
环形网
树形网
媒体（信道）的共享技术
➢静态划分信道
频分复用 时分复用 波分复用 码分复用
➢动态媒体接入控制（多点接入）
随机接入 受控接入 ，如多点线路探询(polling)，
或轮询。
网络适配器/网卡
➢网络接口板又称为通信适配器(adapter) 或网络接口卡 NIC (Network Interface Card)，或“网卡”。
曼彻斯特编码
出现电平转换
以太网发送的数据都使用曼彻斯特(Manchester)编码
3. CSMA/CD 协议
➢载波监听多点接入/碰撞检测 CSMA/CD
“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式 连接在一根总线上。
“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先 要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数 据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生 碰撞。 • “载波监听”就是用电子技术检测总线上有 没有其他计算机发送的数据信号。